摘要：運載和衛(wèi)星制造、空間通訊、空間導航、空間遙感等產業(yè)已基本成熟，并產生出巨大的經濟和社會效益;空間材料、空間制藥、農作物空間育種、空間發(fā)電、月球和火星資源利用、地球外生存棲息空間和星際旅行等已出現(xiàn)產業(yè)雛形，顯示出誘人的產業(yè)前景。
本文選自：《中國科技史雜志》主管單位：中國科學技術協(xié)會，主辦單位：中國科學技術史學會中國科學院自然科學史研究所，創(chuàng)刊時間：1980-05-01，出版周期：季刊，國內刊號：11-5254/N，國際刊號：1673-1441，郵發(fā)代號：82-323。本刊是國內唯一系統(tǒng)匯集中國科技史料的大型學術期刊。主要刊載內容：中國各歷史時期科技發(fā)展的第一手史料，特別是近代珍貴的科技文獻的實錄、科學家自傳、回憶錄和訪談錄等。中國科技史綜述：著名科學家、發(fā)明家、經驗教訓、創(chuàng)業(yè)史片斷、主要著述、有意義的趣聞軼事等;某一學科或某一重要科技創(chuàng)立和發(fā)展過程;重要科技社團和科研機構的沿革;科技教育組織、科技人才的培養(yǎng)與科學技術交流，先進技術的引進、改進和創(chuàng)新，科學思想的傳播和吸收等;科技書刊出版史等。中國科技史資料的考證。
宇宙的起源與演化是自然科學重大基本問題之一。宇宙探索將極大地拓寬人類的視野，真正實現(xiàn)人類飛出地球遠古夢想，賦予人類宇宙生存觀以新的哲學意義。它不僅能夠極大地提高人類認識地球、征服太空的自信心，樹立起人類的尊嚴，而且通過探索，將研究開發(fā)和驗證一批先進的航空航天及其相關技術，從而帶動相關產業(yè)的發(fā)展。
為了實現(xiàn)跨出地球的夢想，關鍵就在于運載和衛(wèi)星制造，由此產生了運載和衛(wèi)星制造業(yè)。經過40余年的發(fā)展，目前在空間運行的飛行器有6000多個，各國在該領域創(chuàng)造了成千上萬個就業(yè)機會。從1996-2000年，全球衛(wèi)星產業(yè)(包括衛(wèi)星制造、發(fā)射服務、地面設備制造和衛(wèi)星運營服務等4個產業(yè)領域)收入從1996年的450億美元逐年遞增到2000年的832億美元，年均增長達17%，總收入達3209億美。據日本對2000年到2020年衛(wèi)星發(fā)射服務業(yè)的市場預測：2005年全球市場為240億美元，日本為8.1億美元;2020年全球市場為730億美元，日本為23.6億美元。可見，空間產業(yè)市場容量巨大，前景非常廣闊。
空間通訊已成為全球經濟和社會活動中最為有力的工具。通過它提供服務所涉及的領域有：金融、移動通訊、廣播、電視、娛樂、家庭直播、電視教育等。由于空間通訊技術的發(fā)展，使得世界各個角落人們聯(lián)系日趨容易，地球才真正成為了“村”。由于空間通訊而大大改變了人們的生活和思維方式。
世界大公司在空間技術及其產業(yè)的投資主要集中在空間通訊方面。到1999年底，全球有48家衛(wèi)星通信公司在運營約200顆商用通信衛(wèi)星，擁有5981個轉發(fā)器，商業(yè)競爭的十分激烈。預計2000-2009年，全世界將發(fā)射約200顆商用通信衛(wèi)星，衛(wèi)星通信地面設備市場在2006年將達到460億美元。全世界大約160個國家與地區(qū)建立了約900個衛(wèi)星通訊地面接收站，我國建有衛(wèi)星通信主站15座，各類衛(wèi)星小站2萬多個。通過衛(wèi)星組成了全球通訊網，全球范圍內的電視傳播和60%的跨洋通訊全部由空間通訊來擔任。預計21世紀初，全世界計劃發(fā)射的衛(wèi)星將超過1000顆，這些衛(wèi)星將更先進、更實用，其中通信衛(wèi)星、全球定位衛(wèi)星和地球資源衛(wèi)星被認為最具商業(yè)發(fā)展前途。
衛(wèi)星通信產業(yè)主要包括：衛(wèi)星固定通信，衛(wèi)星移動通信，衛(wèi)星電視直播/衛(wèi)星數(shù)字音頻廣播和衛(wèi)星互聯(lián)網接入等4個產業(yè)領域。
衛(wèi)星導航是衛(wèi)星技術又一個成功的應用，由此形成了一個全球性的涉及諸多行業(yè)、軍民通用的高技術產業(yè)。現(xiàn)在幾乎所有民用和軍用飛機，部分船、汽車使用了美國全球定位系統(tǒng)(GPS)的導航接收設備;衛(wèi)星導航的應用領域還包括野外考察、測繪、地球板塊運動、大地水準、洪水水位、海洋升降監(jiān)測、通訊網時間同步等一切需要利用位置、速度和時間參數(shù)的科學、工程和社會活動。
空間遙感是繼衛(wèi)星通信和衛(wèi)星導航后的第三個應用領域。目前在地球周圍運行的對地遙感衛(wèi)星包括氣象、資源、測繪、海洋、環(huán)境監(jiān)測等衛(wèi)星。它們不斷送回大氣、海洋和陸地資源的圖像和數(shù)據，為氣象預報、農林管理、海洋漁業(yè)、資源勘測、災害監(jiān)測提供了大量人類日常生活不可或缺的信息。
目前對地遙感波段包括電磁波的絕大部分波段，其產品包括可視、紅外、微波等波段的圖像和數(shù)據。據國外報價，每平方公里衛(wèi)星影像的價格為30-40美元。另據聯(lián)合國預測，全球遙感和地理信息系統(tǒng)年產值已達40-50億美元。
根據有關計算，美國應用氣象衛(wèi)星使農業(yè)增產和減少災害損失，每年獲益20億美元，投入產出比值為1:7，前蘇聯(lián)該值為1:10。
利用遙感技術對農作物估產已取得滿意結果。從20世紀80年代中期開始，中國先后選擇了冬小麥、玉米及水稻等主要農作物進行產量和面積預報。在進行省級(或地區(qū)級)大面積的估產中，小麥估產精度優(yōu)于95%，玉米優(yōu)于90%，水稻優(yōu)于85%。
中國氣象部門利用本國和國際氣象衛(wèi)星對沿海強臺風的預報，已經取得了良好的經濟效益和社會效益，如1981-1987年間的幾次臺風和洪水的準確預報就減少損失幾十億元。
21世紀空間高技術產業(yè)將以更加迅猛的速度發(fā)展，除上述四大相對成熟產業(yè)繼續(xù)向前發(fā)展外，以下四個領域將由目前具備產業(yè)雛形發(fā)展成為成熟的產業(yè)。
利用外層空間的微重力、超高真空和超潔凈等特殊環(huán)境，進行材料加工和制藥，已經顯示出巨大的商業(yè)前景。它將使人類能夠在21世紀初生產許多產品，如超純材料、新的藥品和農產品，下一步將要突破的是規(guī)模生產技術和工藝。
在空間進行在地面無法制造的用混合金屬、偏晶合金和復合材料制備、生長摻雜分布更均勻、化學配比更加正確和晶體結構更加完美的單晶材料，已進行多次空間試驗，并獲得了滿意結果。在空間進行大尺度蛋白質晶體以及高效率地提純高純生物制品，有制藥前景的動、植物細胞的生長、代謝、合成及分泌生物活性物質的影響等空間試驗也開展了多次，同樣獲得了滿意的結果。
中國利用空間特殊環(huán)境進行種子搭載試驗，培養(yǎng)了小麥、水稻等糧食作物新品系，在油料、棉花、花卉等經濟作物方面也獲得了很好的變異品種。對回收的種子進行種植，取得了可喜的結果，如糧食畝產可提高8%-20%，水稻蛋白質含量可提高8%-12%。
美國民用空間技術規(guī)劃明確了開展和擴展商業(yè)性空間工業(yè)的目標。據有關資料介紹，美國目前已有20多種地面上難以制成的藥物在空間制成。美國國家航空航天局(NASA)建立了空間商業(yè)發(fā)展中心，與工業(yè)界簽署了多項促進空間材料制備的協(xié)議。中國自1997年開始利用返回式衛(wèi)星進行空間材料的制備，已經完成了10多次的空間飛行實驗，進行了諸如InSb晶體等一系列的生長實驗，取得了較好的實驗結果。
無論從地球上的能源消耗，還是從人類在外層空間停留或居住角度來考慮，能源獲取都是一個關鍵問題。利用空間資源來獲取能源，最有可能實現(xiàn)的是太陽能發(fā)電和等離子體發(fā)電。
由于外層空間沒有大氣對太陽光的反射和吸收，空間太陽能發(fā)電衛(wèi)星能接收到近于無損失的太陽輻射;在外層空間，由于不受天氣影響，日照時間長，因而在外層空間同樣面積一年內可以利用的太陽能，相當于地面的5倍多。如在空間中建造面積55平方公里的太陽電池陣，利用微波傳送電能到地面，就能直接為地面用戶輸送500萬千瓦的電力。
目前，美國、日本等已在計劃發(fā)射太陽能發(fā)電衛(wèi)星，在空間構筑大型太陽能電池陣或太陽能收集器，用微波把所產生的巨大電能傳送到地面。
空間等離子體發(fā)電是利用系留衛(wèi)星來實現(xiàn)的一種發(fā)電形式。系留衛(wèi)星發(fā)電系統(tǒng)是利用航天飛機或衛(wèi)星帶動一根金屬導線切割地磁場進行發(fā)電的系統(tǒng)，可提供在軌飛行器的電能。它的核心部件是等離子體接觸器，它是一個與空間環(huán)境等離子體作交換電流的裝置。
1996年，美國和意大利聯(lián)合進行了飛行試驗，從航天飛機上釋放了一條長19.7公里的導電系繩，產生了約1700瓦的功率。雖由于系繩斷裂，致使試驗中斷，卻已顯示了空間等離子體發(fā)電的巨大應用前景。目前，美、加、意、德、日等國均有此類研制計劃，有的還進行了有關飛行試驗。
月球具有豐富的礦產資源，月巖包含有地殼中含有的全部元素及約60種礦物，其中有6種礦物是地球上沒有的。如果進展順利，人類可能在21世紀20年代實現(xiàn)月球采礦。月球土壤中豐富的He[,3]是核發(fā)電站的重要原料，以發(fā)電量大著稱，如25噸He[,3]發(fā)電量，足夠美國使用一年。
空間活動的日益增多，空間往返及空間飛行器技術的成熟，在外層空間或外星球建立永久性居住地成為可能。預計2015年，全世界人口達到75億左右，2050年達125億左右，地球顯然難以承受如此大的人口壓力，使得人類離開地球而生活在外層空間和外星球上成為一種選擇。美國計劃于2010年在月球建立永久基地，2050年建立月球城市，2020年實現(xiàn)人類首次登上火星。
國際空間站已成為迄今為止人類在太空部署的最大和最先進的宇宙飛船，已擁有長駐居民，是通向人類居住地球外星球的一個里程碑。在空間站上的宇航員最長的逗留時間已經超過了1年。人類可能在外層空間建造出許許多多漂浮的太空居留站，在月球建立永久基地的設想已經提出了多年，并計劃以此為“跳板”向火星移民。
2002年，美國富商在支付了2000萬美元后，經過培訓，已經在國際空間站的俄羅斯段進行了太空旅行。俄羅斯開始研發(fā)更適合普通人乘坐和觀光的飛船。隨著通向宇宙空間的飛行器技術的飛速發(fā)展，會有越來越多的人愿意去體驗從太空中眺望地球、月球和其它行星那激動不已的心情，過一過在失重狀態(tài)下的太空生活。
在空間產業(yè)發(fā)展的初期，投資行為屬國家行為，主要目標是國家安全和國民經濟建設中重大基礎問題，如軍用偵察衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星和遙感衛(wèi)星的發(fā)展。隨著技術的成熟和市場潛力的顯現(xiàn)，一些公司開始投資，就像對因特網的前身ARPANET和人類基因組計劃的投資，先由國家啟動然后市場跟進一樣。
為了發(fā)展空間事業(yè)，必然要求鋼鐵、冶金、電子、材料、計算機、能源化工、元器件等多種行業(yè)的大力發(fā)展。據美國空間專家估計，美國空間科技上每投資1個美元，將會在提供就業(yè)機會和經濟增長上獲得14個美元的回報。生產函數(shù)理論計算表明，美國國家航空航天局(NASA)從1975-1984年增加經費10億美元，使國民經濟總值增加830億美元(1)。我國有關科技人員在分析了我國航天事業(yè)的發(fā)展中，得出了1:17的航天經濟績效作用(3)。
空間技術的發(fā)展推動了相關產業(yè)的發(fā)展;空間技術的應用帶動了許多新型產業(yè)的出現(xiàn)。許多的空間技術應用在地面有關產業(yè)中產生了巨大經濟效益，據美國統(tǒng)計，約有10%的投資會帶來一系列產生商業(yè)效益的副產品技術在國家其它經濟行業(yè)的應用。以哈勃望遠鏡為例，將其CCD技術應用到人體胸部組織檢查上，避免使用現(xiàn)有的外科手術，不但減輕了病人的痛苦，也使檢查更加清晰和有效，同時也產生了巨大的經濟效益。用外科手術的方式進行胸部組織檢查大約花費是幾千美元，而用CCD成像檢查只需幾百美元。
從空間技術發(fā)展的歷史很容易了解到，這種相關技術的轉移和在其它行業(yè)的應用，完全可以由企業(yè)或公司來投資并運作，且能夠產生高額回報。如中國利用火箭發(fā)動機高溫密封技術研制生產的特殊閥門新產品，為燕山、大慶、齊魯、揚子、上海、天津等石化企業(yè)引進的生產線提供配套，節(jié)約了數(shù)千萬美元的外匯。
空間活動是指人類為進入和利用“空間”而開展的各種活動。在短短的40余年的發(fā)展過程中，空間活動全面滲透到國家經濟建設、國防建設和人民生活的各個方面，孕育和發(fā)展了許許多多的高新技術產業(yè)，是名副其實的高技術產業(yè)發(fā)祥地。空間產業(yè)具備已形成產業(yè)化規(guī)模的高技術產業(yè)的所有特性，如高戰(zhàn)略性、高創(chuàng)新性、高增值性、高滲透性、高投入性、高風險性和高競爭性。
隨著我國加入WTO，我國空間高技術產業(yè)將面臨著更多的商業(yè)機會和巨大的商業(yè)前景，同時也面臨許多意想不到的競爭環(huán)境。因而，汲取國內外空間產業(yè)的經驗，建立在社會主義市場經濟條件下的我國空間產業(yè)的政策、法規(guī)、資本運作、產業(yè)促進機制和現(xiàn)代企業(yè)的體制機制已經是擺在我們面前的現(xiàn)實問題了。
國際空間發(fā)達國家大多已建立起比較完善的空間技術轉移與產業(yè)促進政策。如美國在1958年就制定了“國家航空航天法”，以法律形式明確了NASA在技術轉移中的任務和職責。我國尚未形成對空間產業(yè)一系列的法律、政策和產業(yè)促進機制，空間技術開發(fā)、利用和轉移的管理機制還需要進一步完善，以形成良好和有效的宏觀政策和產業(yè)發(fā)展環(huán)境。
